L'A17 devrait équiper les modèles Pro de l'iPhone 15, dont la sortie est prévue en septembre 2023. (Crédit : Foundry)
La première puce 3 nm d'Apple baptisée A17 s'annonce comme un grand pas en avant par rapport à l'A16. Elle devrait équiper les modèles Pro (ou Ultra) de l'iPhone 15.
Chaque année, Apple introduit un processeur de la série A (sur base ARM) avec les mises à jour de l'iPhone à l'automne. Nous ne nous attendons pas à ce qu'il en soit autrement cette année. En fait, le passage à un autre procédé de fabrication - le 3nm de TSMC - donne à l'A17 l'occasion de réaliser le saut le plus important en termes de performances et de fonctionnalités depuis plusieurs années. En examinant les dix dernières années de puces de série A conçues en interne par Apple, ainsi que ce que nous savons de la technologie de fabrication disponible et de l'orientation et des objectifs de l'entreprise, nous pouvons émettre une hypothèse assez juste sur ce que l'on peut attendre de l'A17.
Uniquement pour l'iPhone 15 Pro (ou Ultra)
L'année dernière, l'A16 était réservée à l'iPhone 14 Pro, tandis que la version 14 standard utilisait l'A15. Nous nous attendons à une répétition de ce schéma cette année, où l'A17 sera exclusif à l'iPhone 15 Pro et au Pro Max (ou à l'iPhone 15 Ultra, si les rumeurs se confirment). De son côté, l'iPhone 15 standard recevra l'A16 utilisé dans les modèles 14 Pro.
Est-ce la voie à suivre pour Apple dans un avenir proche ? Les caractéristiques et la qualité des smartphones ayant atteint une sorte de plateau et les puces de la firme étant plus performantes que celles de la plupart des mobiles Android (Qualcomm principalement), il n'y a guère de raison de changer. Pour Apple, c'est un moyen de réduire les coûts et de créer une plus grande différence entre les modèles ordinaires et les modèles Pro, ce qui tend à pousser les clients vers l'iPhone le plus cher.
Premier aperçu de l'A17 et des changements réalisés par rapport à son prédécesseur, l'A16. (Crédit : Foundry)
La première puce 3 nm d'Apple
Les A14, A15 et A16 ont tous été fabriqués à l'aide d'un procédé de fabrication 5 nm de TSMC. Certes, ce procédé a évolué au fil du temps, produisant des puces plus denses et plus économes en énergie, mais il n'y a rien de tel que le saut vers le prochain grand noeud de processus. Et c'est ce que nous obtiendrons très certainement avec l'A17, la première puce grand public fabriquée à grande échelle avec le procédé 3 nm de TSMC. Les avantages dont bénéficiera Apple avec un processus de 3 nm sont nombreux, et le principal est une plus grande densité : alors que l'A16 comptait environ 16 milliards de transistors, nous pouvons nous attendre à bien plus de 20 milliards pour l'A17, peut-être même jusqu'à environ 24 milliards.
Le procédé 3 nm offre une meilleure efficacité énergétique, avec une puce comparable et une vitesse comparable, mais Apple ne va pas faire fabriquer une puce comparable à une vitesse comparable. La consommation maximale d'énergie sera limitée par la taille de la batterie, la dissipation thermique et d'autres facteurs, et il est peu probable que l'on puisse s'attendre à une amélioration massive de l'autonomie de la batterie du seul fait du passage au procédé 3 nm. En tout cas, pas pour une utilisation active à pleine puissance. Non seulement la puce consommera probablement presque autant d'énergie dans ce scénario, mais l'écran et les radios contribuent également beaucoup à la consommation d'énergie. C'est en mode veille que l'on pourra constater une amélioration, qui pourrait être notable avec le passage au procédé 3 nm.
Une prise en charge d'ARM v9 envisagée
ARM a lancé son architecture v9 en 2021, et nous pensions que l'A16 serait la première puce d'Apple à prendre en charge le jeu d'instructions v9. Au lieu de cela, elle exploite toujours ARM v8.6 avec de nombreuses extensions propres à Apple. Cette année, avec un nombre de transistors plus élevé, il semble que la prise en charge d'ARM v9 soit probable. Quels sont les avantages du jeu d'instructions et de l'architecture ARM v9 ? Apple conçoit ses propres coeurs de processeur, et bon nombre des avantages en termes de performances promis par l'architecture v9 sont déjà réalisés dans les conceptions d'Apple et les extensions ARM. En effet, le Snapdragon 8 Gen 1 a été l'un des premiers processeurs de smartphone haut de gamme dotés d'un coeur Cortex-X2 d'ARM prenant en charge l'architecture ARM v9, et l'A15 d'Apple l'a largement surpassé.
On entend souvent dire qu'ARM v9 offre une amélioration de 30 % des performances par rapport à v8, mais cela concerne les propres conceptions de coeur d'ARM et ne tient pas compte de l'utilisation d'extensions personnalisées. Apple est dans une tout autre catégorie ici - nous ne verrons probablement pas des performances de CPU 30 % plus rapides avec l'A17. Les prochains coeurs de processeur A17 seront très certainement plus rapides, mais pas nécessairement en raison du passage à l'ARM v9. Les performances des coeurs de processeurs sont influencées par le jeu d'instructions, la prédiction des branchements, le décodage des instructions, les unités d'exécution, la structure et la taille de la mémoire cache, la vitesse d'horloge et bien d'autres facteurs. En ce qui concerne le nombre de coeurs, il ne semble pas y avoir beaucoup de raisons pour Apple d'aller au-delà des 4 coeurs d'efficacité et des 2 coeurs de performance qui nous accompagnent depuis l'A11 Bionic. Nous nous attendons simplement à ce qu'ils soient 15 % plus performants.
Un score Geekbench projeté pour l'A17, suivant la tendance de ces dernières années. (Crédit : Foundry)
Des performances améliorées (sans surprise)
Si l'on se contente de projeter l'amélioration des performances des processeurs de ces dernières années, on peut probablement s'attendre à un score Geekbench 5 pour un seul coeur entre 2 100 et 2 200, et à un score pour plusieurs coeurs légèrement supérieur à 6 000. Geekbench 6 vient d'être publié et nous ne disposons pas d'années de données de référence pour établir une projection précise, mais un score monocore de plus de 2 800 et un score multicore de 7 300 ou plus semblent justifiables. Une fuite récente faisant état d'un score de 3019 pour un seul coeur et de 7860 pour plusieurs coeurs n'est pas impossible, d'autant plus que nous avons constaté un bond plus important que prévu lorsqu'Apple est passé d'un procédé 7 nm au 5 nm avec l'A14, mais il est probable que des chiffres aussi précoces soient complètement inventés.
Un score Geekbench projeté pour l'A17, suivant la tendance de ces dernières années. (Crédit : Foundry)
Au cas où vous vous demanderiez ce que cela donne par rapport à d'autres processeurs, cela donnerait à l'A17 un score monocoeur similaire à celui des derniers processeurs de bureau haut de gamme Ryzen et des processeurs Intel Core i7 de 13e génération, mais un score multicoeur bien inférieur (ce qui est logique, puisqu'il ne s'agit que de deux coeurs haute performance, contre 12 ou plus dans ces processeurs de bureau). L'A16 bat déjà à plate couture les mobiles Android équipés du Snapdragon 8 Gen 2, et l'A17 ne devrait que creuser l'écart. Si nous avons appris quelque chose au fil des ans, c'est la régularité de l'amélioration des performances des puces d'Apple. Les performances mono et multicoeurs augmentent de façon presque linéaire, quelles que soient les années marquées par d'importants changements architecturaux ou des sauts dans les processus de fabrication. Il est tout à fait raisonnable de s'attendre à une amélioration similaire cette année.
Performances et fonctions du GPU
Le GPU est un domaine dans lequel l'A17 pourrait être très intéressant. Apple a augmenté les performances du GPU d'environ 20 % en moyenne avec chaque nouvelle puce de la série A, bien que cela puisse aller de 15 % à 30 %. Ce qui n'a pas beaucoup changé, c'est l'ensemble des fonctionnalités du GPU. Il devient plus rapide, et il y a eu quelques fonctionnalités mineures ajoutées comme des taux de rastérisation variables et des améliorations SIMD pour le calcul du GPU, mais Apple a des années de retard sur les GPU de bureau en ce qui concerne des fonctionnalités importantes comme l'accélération du ray-tracing. Une rumeur peu convaincante dit que l'A16 devait avoir une architecture GPU majeure mais qu'elle n'était pas prête à temps, et qu'il a donc reçu le même GPU que l'A15 (mais une plus grande bande passante de mémoire améliore les performances).
Il est probable qu'Apple ait mis à jour l'architecture GPU pour l'A17. Des fonctions comme l'accélération du ray tracing ne sont peut-être pas essentielles pour l'iPhone, mais cette conception de GPU se retrouvera dans les futurs processeurs Mac de la série M, où l'absence de fonctions GPU avancées comme l'accélération du ray tracing les place loin derrière l'état de l'art. Nous pouvons également nous attendre à une amélioration des performances dans les jeux et applications 3D actuels qui utilisent le GPU pour les calculs. Lorsque l'architecture change, l'accélération a tendance à être variable - certaines choses deviennent beaucoup plus rapides, d'autres moins.
Aucun appareil Android n'arrive à la cheville d'Apple dans les scores de calcul Geekbench. (Crédit : Foundry)
Si l'on maintient le cap avec une accélération d'environ 20 %, on obtient un score de calcul GPU Geekbench 5 de plus de 18 000. Rappelons que ce benchmark mesure les performances de calcul du GPU, et non sa capacité à restituer des graphiques 3D.
Projections Apple A17 3Dmark. Nous attendons de meilleures performances du GPU A17. (Crédit : Foundry)
En ce qui concerne les performances graphiques 3D, une accélération de 20 % permettrait au test 3DMark Wild Life Unlimited de tourner à environ 88 images par seconde, contre 74 i/s avec l'A16. Actuellement, le Snapdragon 8 Gen 2 est plus rapide que l'A16 dans ce test (et dans d'autres tests graphiques en 3D), mais cela donnerait une légère avance à Apple.
Par rapport aux améliorations du CPU, les performances du GPU varient davantage d'une année à l'autre. L'amélioration entre le A15 et le A16 a été discrète, principalement en raison de légères améliorations de la vitesse d'horloge et de la bande passante de la mémoire. Cette année, si nous bénéficions à la fois d'une nouvelle architecture GPU et d'une amélioration majeure du processus de fabrication, le bond pourrait être beaucoup plus important. Le moteur multimédia est souvent associé au GPU, et c'est donc le moment ou jamais de dire que nous espérons une fois de plus que le matériel accélère l'encodage et le décodage du format AV1. Après tout, ce format est présent dans la plupart des GPU PC de dernière génération. Nous nous attendons à ce qu'Apple continue d'investir dans les performances et l'efficacité énergétique de ses encodeurs pour les formats H.264, HEVC et ProRes.
Une attention constante portée au ML et à l'IA
Apple s'intéresse de près à l'apprentissage automatique et à l'intelligence artificielle. Bien qu'elle ne semble pas pousser aussi loin que ses concurrents dans la course à l'IA générative menée par des projets tels que ChatGPT, Midjourney et Stable Diffusion, l'entreprise utilise l'IA et le ML dans son système d'exploitation et ses applications depuis des années. De fonctions, comme la possibilité de sélectionner du texte dans les photos, sont mises en oeuvre en permanence, et Apple consacre une grande partie de son espace à son moteur neuronal (l'accélérateur des tâches d'apprentissage automatique).
Dans l'A16, Apple ne semble pas avoir beaucoup modifié le moteur neuronal. Il comporte toujours 16 coeurs et, avec 17 billions d'opérations par seconde, il n'est que 8 % plus rapide que le moteur neuronal de l'A15. C'est un saut suffisamment faible pour supposer qu'il fonctionne simplement à une vitesse d'horloge plus élevée. Avec le procédé 3 nm qui offre un nombre de transistors beaucoup plus important, le moteur neuronal va probablement faire un bond en avant. Il pourrait s'agir d'un plus grand nombre de coeurs, de changements importants dans la manière dont les coeurs fonctionnent, ou des deux. Il serait surprenant qu'il ne dépasse pas les 20 billions d'opérations par seconde, même si l'on peut se demander si les billions d'opérations par seconde sont vraiment la meilleure façon de mesurer les performances.
RAM LPDDR5x plus rapide
Avec l'A16, Apple a fait passer la mémoire vive de l'A15 à la LPDDR5 (au lieu de la LPDDR4x). Les puces concurrentes de haut niveau, comme le Snapdragon 8 Gen 2, utilisent la technologie LPDDR5x, qui offre une bande passante supérieure d'environ 33 % et une latence de mémoire inférieure, tout en utilisant la même puissance. L'augmentation de la bande passante de la mémoire est bénéfique pour tout, en particulier lorsqu'elle n'entraîne pas d'augmentation de la consommation d'énergie. Les bénéficiaires les plus évidents seront les jeux 3D haut de gamme, qui sollicitent à la fois le CPU et le GPU de manière à repousser les limites de la bande passante mémoire.
La firme de Cupertino n'est pas toujours la plus rapide à adopter les dernières normes de mémoire, mais elle donne la priorité à la bande passante de la mémoire et aux grands caches, et semble reconnaître l'avantage de déplacer les choses plus rapidement plutôt que de les traiter plus rapidement. Il y a une chance sur deux pour que nous ayons de la RAM LPDDR5x dans l'A17.
Toujours un modem Snapdragon (pour l'instant)
Apple devrait commencer à utiliser ses propres modems 5G à partir de l'année prochaine, probablement avec l'iPhone SE au printemps et, si les choses se passent bien, plus tard dans la gamme iPhone 16 à l'automne. Le Snapdragon X70 est probablement le modem qu'Apple utilisera pour la gamme iPhone 15 (au moins les modèles Pro). La plupart des caractéristiques du X70 sont identiques à celles du X65 qui équipe l'iPhone 14 Pro, mais il intègre un petit processeur d'intelligence artificielle qui surveille et optimise en permanence les états de connexion, ce qui est censé se traduire par des connexions plus stables et plus optimales. Ce processeur est censé améliorer la vitesse réelle et la durée de vie de la batterie.
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